DE19739551A1 - Kurzschlußstrombegrenzung für eine Stromrichterschaltung mit einem kapazitiven Speicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurzschlußstrombegrenzung für ein Stromrichterschaltung mit wenigstens einem Leistungs­ halbleiterschalter mit zugehöriger Freilaufdiode und wenig­ stens einem kapazitiven Speicher, die im Kurzschlußfall eine Kurzschlußmasche bilden.

Zu diesen Stromrichterschaltungen werden hier beispielsweise ein netzseitiger Stromrichter mit ausgangsseitigem Spannungs­ zwischenkreis, ein lastseitiger Umrichter mit eingangsseiti­ gem Spannungszwischenkreis, ein Gleichstromsteller, ein Schaltnetzteil, . . ., gezählt. All diesen Stromrichterschal­ tungen ist gemeinsam, daß diese wenigstens einen Leistungs­ halbleiterschalter mit zugehöriger Freilaufdiode und wenig­ stens einen kapazitiven Speicher aufweisen, wobei diese Bau­ elemente im Kurzschlußfall eine Kurzschlußmasche bilden.

Anhand eines Zwischenkreis-Spannungs-Umrichters, insbesondere eines Pulsstromrichters, wird die Problematik der Beherr­ schung eines Kurzschlußfalls erläutert. Dabei wird zwischen einem Pulsstromrichter mit nichteinrastendem Leistungs­ halbleiterschalter, beispielsweise IGBTs, MOSFETs, LTR, Hard driven GTO, ARCP und mit einrastendem Leistungshalbleiter­ schalter, beispielsweise GTOs, MCTs, Thyristoren, unterschie­ den. Bei einem Pulsstromrichter mit nichteinrastenden Lei­ stungshalbleiterschaltern sind im Kommutierungskreis keine Induktivitäten angeordnet. Der geringe Induktivitätswert die­ ses Pulsstromrichters stammt von den parasitären Streuinduk­ tivitäten der niederinduktiven Verschienung. Beim Abschalt­ vorgang eines Leistungshalbleiterschalters muß dieser nicht nur die Spannung des Spannungszwischenkreises, sondern zu­ sätzlich den induktiven Spannungsabfall an den parasitären Induktivitäten aufnehmen. Der Wert dieses Spannungsabfalls hängt von der Stromänderung und vom Wert der parasitären In­ duktivität ab. Da aus Verlustgründen sehr schnell geschaltet werden soll, ist die parasitäre Streuinduktivität möglichst klein zu halten. Der Wert dieser parasitären Streuinduktivi­ tät liegt heutzutage bei 100 nH.

Tritt nun innerhalb eines Brückzweigpaares des Pulsstromrich­ ters ein Kurzschluß auf, so entlädt sich der Spannungszwi­ schenkreis über den kurzgeschlossenen Brückenzweig. Der Kurz­ schlußstrom wird nur durch die parasitäre Induktivität be­ grenzt, die jedoch sehr klein ist. Dadurch fließt in kür­ zester Zeit ein sehr hoher Kurzschlußstrom (mehrere kA), der die Leistungshalbleiterschalter dieses Brückenzweiges zer­ stört, wenn diese den Kurzschlußstrom nicht mehr abschalten können.

Damit ein Kurzschlußstrom von diesen Leistungshalbleiter­ schaltern abgeschaltet werden kann, müssen diese Leistungs­ halbleiterschalter eine hohe Kurzschlußfestigkeit aufweisen. Das heißt, diese Leistungshalbleiterschalter können einen vier- bis zehnfachen Nennstrom kurzzeitig führen. Diese Zeitdauer beträgt beispielsweise etwa 10 µs. Während dieser Zeit wird in den Leistungshalbleiterschaltern eine sehr hohe Verlustleistung umgesetzt.

Nachteil dieser Lösung ist, daß innerhalb der beispielsweisen 10 µs der Kurzschlußstrom erkannt und abgeschaltet werden muß und daß die verwendeten Leistungshalbleiterschalter für die Kurzschlußanforderungen dimensioniert werden, wobei andere Optimierungskriterien außer Betracht bleiben.

Bei einem Pulsstromrichter mit einrastenden Leistungshalblei­ terschaltern sind im Kommutierungskreis Induktivitäten ange­ ordnet. Außerdem weisen diese Leistungshalbleiterschalter je­ weils eine Schutzbeschaltung (snubber circuit) auf, wodurch der Aufwand für passive Bauelemente recht hoch ist.

Tritt nun innerhalb eines Brückenzweigpaares eines solchen Pulsstromrichters oder eines Stromrichters mit resonanter Be­ triebsweise (z. B. quasiresonante Schalter, resonant dc Link Converter) ein Kurzschluß auf, begrenzen die vorhandenen In­ duktivitäten den Anstieg des Kurzschlußstromes. Die Amplitude des Kurzschlußstromes erreicht ebenfalls einen Wert von eini­ gen kA, jedoch nicht in so kurzer Zeit wie bei nichteinras­ tenden Leistungshalbleiterschaltern.

Damit ein Kurzschlußstrom von diesen einrastenden Leistungs­ halbleiterschaltern abgeschaltet werden kann, muß die vorhan­ dene Induktivität sehr groß gewählt werden, da eine Kurz­ schlußfestigkeit des einrastenden Leistungshalbleiterschal­ ters im allgemeinen nicht erreichbar ist. Durch die Vergröße­ rung der vorhandenen Induktivität wird der Stromanstieg des Kurzschlußstromes soweit verlangsamt, daß der einrastende Leistungshalbleiterschalter den Kurzschlußstrom noch abschal­ ten kann.

Der Nachteil dieser Lösung liegt in einem hohen Kostenaufwand sowohl für die Induktivität als auch für die Beschaltungskon­ densatoren der Schutzbeschaltungen, die erforderlich sind, um hohe Überspannungen zu begrenzen. Außerdem kann der Lei­ stungshalbleiterschalter im Nennbetrieb nicht mit seinem ma­ ximal abschaltbaren Strom betrieben werden, da eine Reserve für die Kurzschlußabschaltung erforderlich ist. Ferner bildet der Spannungszwischenkreis und die Induktivität im Kurz­ schlußfall einen Serienschwingkreis. Damit die Freilaufdiode der Leistungshalbleiterschalter nicht durch den hohen Schwingstrom zerstört werden kann, muß elektrisch parallel zur Reihenschaltung des Spannungszwischenkreises und der In­ duktivität eine Rückschwing-Diodenanordnung geschaltet wer­ den, wodurch sich das Bauvolumen und die Kosten dieses Um­ richters erhöhen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kurz­ schlußstrombegrenzung für derartige Stromrichterschaltungen anzugeben, so daß die aufgeführten Nachteile nicht mehr auf­ treten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß ein passiver Halbleiterstrombegrenzer aus Sili­ ciumcarbid in einer Kurzschlußmasche, die aus dem kapazitiven Speicher und wenigstens einem Leistungshalbleiterschalter im Kurzschlußfall gebildet wird, angeordnet ist, läßt sich in komfortabler Weise der Kurzschluß in einer bekannten, ein­ gangs beschriebenen Stromrichterschaltung beherrschen, ohne daß deren Nachteile auftreten. Der Vorteil dieses passiven Halbleiterstrombegrenzers aus Siliciumcarbid liegt im Ver­ hältnis der Durchlaßspannung zum Begrenzerstrom. Dieser pas­ sive Halbleiterstrombegrenzer kann direkt elektrisch in Reihe zum kapazitiven Speicher, in einer Zuleitung vom kapazitiven Speicher zum Leistungshalbleiterschalter oder elektrisch in Reihe zum Leistungshalbleiterschalter geschaltet werden. Die­ se unterschiedlichen Einbauplätze dieses passiven Halblei­ terstrombegrenzers aus Siliciumcarbid beeinflussen nicht die Funktionsweise und die Belastung dieses passiven Halbleiter­ strombegrenzers. Außerdem kann dieser passive Halbleiter­ strombegrenzer in allen bekannten Stromrichterschaltungen verwendet werden, unabhängig davon, ob einrastende oder nichteinrastende Leistungshalbleiterschalter verwendet wer­ den.

Im Kurzschlußfall durchläuft der passive Leistungshalbleiter­ strombegrenzer aus Siliciumcarbid in sehr kurzer Zeit seine Kennlinie, so daß in kürzester Zeit der Kurzschlußstrom auf einen Begrenzerstrom des passiven Halbleiterstrombegrenzers begrenzt wird. Somit wird die Kurzschlußstrombegrenzung al­ leine von dem passiven Halbleiterstrombegrenzer aus Silicium­ carbid vorgenommen, so daß die Wahl der Leistungshalbleiter­ schalter oder deren Dimensionierung oder der Aufbau einer Stromrichterschaltung nicht mehr vorrangig auf einen Kurz­ schlußfall abgestimmt sein muß. In Abhängigkeit des Span­ nungsabfalls des passiven Halbleiterstrombegrenzers und eines Referenzwertes kann eine Abschalteinrichtung aktiviert wer den, so daß der Kurzschlußstrom unterbrochen wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Kurzschlußstrom­ begrenzung ist der positive Halbleiterstrombegrenzer aus Si­ liciumcarbid mit einer antiparallelen Überbrückungs-Diode versehen. Diese Diode wird genau dann benötigt, wenn Energie von einer Last in den kapazitiven Speicher der Stromrichter­ schaltung zurückgespeist wird. Bei dieser Rückspeisung kehrt sich die Richtung des Stromes durch den passiven Halbleiter­ strombegrenzer um. Unterschreitet dieser Rückspeisestrom den minimalen Grenzstrom des passiven Halbleiterstrombegrenzers, so wird der passive Halbleiterstrombegrenzer mittels der Di­ ode in Richtung Energierückspeisung überbrückt. Dadurch wird der passive Halbleiterstrombegrenzer vor Zerstörung ge­ schützt. Somit kann ein passiver Halbleiterstrombegrenzer mit einer antiparallelen Überbrückungs-Diode bei Stromrichter­ schaltungen zur Kurzschlußstrombegrenzung eingesetzt werden, bei denen eine Energierückspeisung beabsichtigt ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Kurz­ schlußstrombegrenzung ist eine Freilaufdiode des Leistungs­ halbleiterschalters mit einem Anschluß in Leistungsflußrich­ tung vor dem passiven Halbleiterstrombegrenzer verlegt. Da­ durch wird ebenfalls bei Energierückspeisung von einer Last in den kapazitiven Speicher der Stromrichterschaltung der passive Halbleiterstrombegrenzer überbrückt, ohne daß eine zusätzliche Überbrückungs-Diode verwendet werden muß. Durch diese besondere Verschaltung der Freilauf-Diode eines Lei­ stungshalbleiterschalters übernimmt diese Freilaufdiode die Schutzaufgabe für den passiven Halbleiterstrombegrenzer wäh­ rend einer Energierückspeisung.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Kurz­ schlußstrombegrenzung bildet ein passiver Halbleiterstrombe­ grenzer aus Siliciumcarbid mit einem Leistungshalbleiter­ schalter der Stromrichterschaltung eine Baueinheit. Dadurch wird bei der Stromrichterschaltung kein zusätzliches Bauele­ ment verwendet, so daß die bekannten Stromrichterschaltungen nicht umkonstruiert werden müssen. Es müssen lediglich die Leistungshalbleiterschalter durch die Leistungshalbleiter­ schalter mit integriertem passiven Halbleiterstrombegrenzer ausgetauscht werden.

Zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Kurzschluß­ strombegrenzung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht sind.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Frequenzumrichter mit ei­ ner vorteilhaften Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Kurzschlußstrombegrenzung, wobei in den

Fig. 2 und 3 jeweils Kennlinien eines passiven Halbleiter­ strombegrenzers nach Fig. 1 dargestellt sind, und wobei in den

Fig. 4 bis 6 weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kurzschlußstrombegrenzung bei Stromrichter­ schaltungen veranschaulicht sind.

Die Fig. 1 zeigt einen bekannten Frequenzumrichter, bestehend aus einem netzseitigen ungesteuerten Stromrichter 2, einem Spannungszwischenkreis 4 und einem lastseitigen Stromrich­ ter 6, insbesondere einem Pulsstromrichter. Der netzseitige ungesteuerte Stromrichter 2 weist pro Brücken zwei Dioden Dn1 und Dn2 bzw. Dn3 und Dn4 auf. Der Spannungszwischenkreis 4 weist einen kapazitiven Speicher C auf. Der dreiphasige Pulsstromrichter 6 weist pro Brückenzweig zwei elektrisch in Reihe geschaltete Leistungshalbleiterschalter T1, T2 bzw. T3, T4 bzw. T5, T6 auf, die jeweils mit einer antiparallel ge­ schalteten Freilaufdiode D1, . . ., D6 versehen sind. Die para­ sitäre Induktivität der Verschienung des Spannungszwischen­ kreises 4 mit dem Pulsstromrichter 6 ist hier ersatzweise als Induktivität L in der positiven Zuleitung 8 zwischen den ka­ pazitiven Speicher 4 und dem Pulsstromrichter 6 dargestellt. Ein passiver Halbleiterstrombegrenzer 12 aus Siliciumcarbid ist in der positiven Zuleitung 8 des Spannungszwischenkreises 4 angeordnet. Außerdem ist dieser passive Halbleiterstrombe­ grenzer 12 mit einer Überbrückungs-Diode D7 versehen, die parallel zur Stromflußrichtung durch diesen Halbleiterstrom­ begrenzer 12 geschaltet ist. Dieser passive Halbleiterstrom­ begrenzer 12 aus Siliciumcarbid ist aus der älteren nationa­ len Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 197 17 614.3 (GR 97 P 1515 DE) bekannt. Die zugehörige Kenn­ linie dieses Halbleiterstrombegrenzers 12 ist in der Fig. 2 näher dargestellt, wobei die Fig. 3 die Kennlinie eines pas­ siven Halbleiterstrombegrenzers 12 mit Memory-Funktion zeigt. Der Strom I_Limit, ab dem der passive Halbleiterstrombegrenzer 12 eingreift, wird so gewählt, daß der passive Halbleiter­ strombegrenzer 12 erst oberhalb des maximal im Normalbetrieb auftretenden Stromes eingreift. Die Form des durch den Halb­ leiterstrombegrenzer 12 fließenden Strom ist hierbei unerheb­ lich, so daß die Funktion des passiven Halbleiterstrombe­ grenzers 12 unabhängig von der Anwendung gewährleistet ist.

Tritt nun ein Kurzschluß in einem Brückenzweig des Pulsstrom­ richters auf, durchläuft der passive Halbleiterstrombegrenzer 12 aus Siliciumcarbid in sehr kurzer Zeit seine Kennlinie, so daß der Kurzschlußstrom in dieser Zeit auf den Wert des Grenzstromes I_Limit begrenzt wird. In diesem Betriebspunkt werden die Leistungshalbleiterschalter des kurzschlußbehafte­ ten Brückenzweiges wenig belastet, da diese kaum Spannung aufnehmen. Wenn der positive Halbleiterstrombegrenzer 12 den Kurzschlußstrom auf den Wert des Grenzstromes I_Limit begrenzt, fällt die Zwischenkreisspannung U_d überwiegend am Halbleiter­ strombegrenzer 12 ab. In diesem Halbleiterstrombegrenzer 12 wird dann eine hohe Verlustleistung umgesetzt. Damit dieser passive Halbleiterstrombegrenzer 12 nicht thermisch zerstört wird, muß die Kurzschlußmasche, bestehend aus dem kapazitiven Speicher C, dem Halbleiterstrombegrenzer 12 und den Lei­ stungshalbleiterschaltern eines Brückenzweiges des Pulsstrom­ richters 6 aufgetrennt werden. Dazu kann vorteilhafterweise der Spannungsabfall am Halbleiterstrombegrenzer 12 verwendet werden, aus dem in Abhängigkeit eines Referenzwertes ein Steuersignal für eine Abschalteinrichtung generiert wird. Als Abschalteinrichtung kann beispielsweise eine Vorrichtung zur Sperrung aller Steuersignale des Pulsstromrichters 6 vorgese­ hen sein. Als Abschalteinrichtung können auch Schütze und Re­ lais vorgesehen sein, mit denen die Kurzschlußmasche aufge­ trennt oder der Frequenzumrichter vom Netz geschaltet wird.

Weist der passive Halbleiterstrombegrenzer 12 aus Silicium­ carbid den Kennlinienverlauf gemäß Fig. 3 auf, so besteht für die Auftrennung der Kurzschlußmasche kein Zeit zwang, da die­ ser Halbleiterstrombegrenzer 12 keine hohe thermische Bean­ spruchung aufweist. Gemäß der Kennlinie nach Fig. 3 wird der Kurzschlußstrom nicht auf hohem Niveau, sondern auf einen sehr niedrigen Wert begrenzt, der kleiner ist als der maximal auftretende Strom im Normalbetrieb. Der kritische Punkt liegt beim passiven Halbleiterstrombegrenzer 12 aus Siliciumcarbid beim Maximum der Kennlinie. In diesem Punkt (dI/dt=0) führen die Leistungshalbleiterschalter des kurzschlußbehafteten Brückenzweiges einen hohen Strom und nehmen annähernd die ge­ samte Zwischenkreisspannung U_d auf. Wegen der sehr kurzen Verweildauer in diesem Betriebspunkt stellt die Kurzschluß­ strombegrenzung keine hohe thermische Beanspruchung für die Leistungshalbleiterschalter dar. Hat dieser Halbleiterstrom­ begrenzer 12 mit Memory-Funktion eine hohe Spannung aufgenom­ men, so fließt durch ihn nur noch ein sehr kleiner Strom, der den Halbleiterstrombegrenzer 12 thermisch nicht gefährdet. Auch in diesem Fall muß die Kurzschlußmasche aufgetrennt wer­ den, wobei sich ebenfalls eine Spannungsüberwachung des Halb­ leiterstrombegrenzers 12 anbietet. Da dieser passive Halblei­ terstrombegrenzer 12 nur eine geringe Verlustleistung um­ setzt, steht nahezu eine beliebig lange Zeitdauer bis zur Ab­ schaltung zur Verfügung.

Lag der Grund für den Kurzschluß nicht in einem defekten Lei­ stungshalbleiterschalter, so ist der Pulsstromrichter 6 nach der Strombegrenzung wieder funktionsfähig. Dazu muß der pas­ sive Halbleiterstrombegrenzer 12 seine Spannung an den Lei­ stungshalbleiterschaltern T1, . . ., T6 des Pulsstromrichters 6 abgeben, was durch eine kurze Impulssperre erreicht wird. An­ schließend ist ein weiterer Betrieb des Pulsstromrichters 6 ohne weitere Abschaltung möglich.

In der Fig. 4 ist eine Stromrichterschaltung dargestellt, de­ ren Spannungszwischenkreis 4 zwei elektrisch in Reihe ge­ schaltete kapazitive Speicher C1 und C2 aufweist, und wobei in der positiven und negativen Zuleitung 8 und 10 des Span­ nungszwischenkreises 4 jeweils ein passiver Halbleiterstrom­ begrenzer 12 angeordnet sind. Jeden Halbleiterstrombegrenzer 12 ist eine Überbrückungs-Diode D7 und D8 elektrisch anti­ parallel geschaltet. Der Mittelpunkt M der kapazitiven Spei­ cher C1 und C2 ist außerdem geerdet. Erfolgt nun ein Kurz­ schluß in der Phase T gegen den Spannungszwischenkreis-Mit­ telpunkt M, so treibt der kapazitive Speicher C2 einen Kurz­ schlußstrom über den Leistungshalbleiterschalter T6. Dieser Kurzschlußstrom kann nicht vom passiven Halbleiterstrombe­ grenzer 12 in der positiven Zuleitung 8 gemäß Fig. 1 begrenzt werden, da durch die Erdung des Spannungszwischenkreis-Mit­ telpunktes M des Spannungszwischenkreises 4 zwei Kurzschluß­ maschen entstehen können. Deshalb sind hier auch zwei passive Halbleiterstrombegrenzer 12 vorgesehen, mit denen jeweils ein Kurzschlußstrom in einer Kurzschlußmasche begrenzt werden kann.

Die Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Kurz­ schlußstrombegrenzung nach Fig. 4. Diese vorteilhafte Ausfüh­ rungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 4 dadurch, daß die beiden passiven Halbleiterstrombe­ grenzer 12 in der positiven und negativen Zuleitung 8 und 10 keine Überbrückungs-Dioden D7 und D8 mehr aufweisen. Die Funktion dieser Überbrückungs-Dioden D7 und D8 werden bei dieser vorteilhaften Ausführungsform von den Freilaufdioden D1, . . ., D6 des Pulsstromrichters 6 übernommen. Dazu sind die Freilaufdioden D1, D3 und D5 kartonseitig nicht mit den An­ oden der zugehörigen Leistungshalbleiterschalter T1, T3 und T5, sondern mit einer Eingangsklemme 14 des passiven Halblei­ terstrombegrenzers 12 in der positiven Zuleitung 8 des Span­ nungszwischenkreises 4 verbunden. Ebenso sind die Freilaufdi­ oden D2, D4 und D6 anodenseitig nicht mit den Kathoden der zugehörigen Leistungshalbleiterschalter T2, T4 und T6, son­ dern mit einer Eingangsklemme 16 des passiven Halbleiter­ strombegrenzers 12 in der negativen Zuleitung 10 des Span­ nungszwischenkreises 4 verknüpft. Somit ist jede Freilauf-Di­ ode D1, . . ., D6 eines Leistungshalbleiterschalters T1, . . ., T6 mit einem Anschluß 14, 16 in Leistungsflußrichtung vor ei­ nem passiven Halbleiterstrombegrenzer 12 verlegt.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kurzschluß­ strombegrenzung für eine Stromrichterschaltung. Die in Fig. 6 vorgesehene Stromrichterschaltung weist einen Mehrpunkt- Stromrichter 18 und mehrere elektrisch in Reihe geschaltete kapazitive Speicher C1, . . ., Cn auf, deren n-1 Zwischenab­ gänge 20 und die positive und negative Zuleitungen 8 und 10 mit korrespondierenden Eingängen des Mehrpunkt-Pulsstromrich­ ters 18 verknüpft sind. Wie in den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 und 5 sind in den Zuleitungen 8 und 10 jeweils ein passiver Halbleiterstrombegrenzer 12 mit einer zugehörigen antiparallel geschalteten Überbrückungs-Diode D7 und D8 ange­ ordnet. In den Zwischenabgängen 20 sind jeweils zwei Halblei­ terstrombegrenzer 12 mit zugehörigen Überbrückungs-Dioden D9 angeordnet, die jeweils einen Strom in entgegengesetzten Richtungen begrenzen können. Durch die Aufteilung eines kapa­ zitiven Speichers C eines Spannungszwischenkreises 4 in n ka­ pazitiven Speichern C1 bis Cn existieren auch n Kurzschlußma­ schen. Da in allen Zwischenabgängen 20 zudem ein Kurzschluß­ strom in beiden Stromrichtungen fließen kann, sind die in dieser Fig. 6 dargestellten passiven Halbleiterstrombegrenzer 12 bei einer Stromrichterschaltung notwendig, die nach einem Mehrpunktprinzip arbeitet.

Während bei einer Ausführungsform der Kurzschlußbegrenzung gemäß der Erfindung jeweils ein passiver Halbleiterstrombe­ grenzer 12 in einem Brückenzweig des Pulsstromrichters 6 an­ geordnet bzw. bei einem geteilten kapazitiven Speicher C je­ dem Leistungshalbleiterschalter zugeordnet ist, so ist es wirtschaftlicher, wenn ein passiver Halbleiterstrombegrenzer 12 in einem Brückenzweigmodul bzw. in einem Leistungshalblei­ terschalter-Modul integriert ist. Durch diese Integration ei­ nes passiven Halbleiterstrombegrenzer 12 braucht ein beste­ hender Frequenzumrichter nicht umkonstruiert werden, so daß durch Austausch der entsprechenden Module der bekannte Fre­ quenzumrichter mit der erfindungsgemäßen Kurzschlußstrombe­ grenzung ausgerüstet ist.

Claims (6)

1. Kurzschlußstrombegrenzung für eine Stromrichterschaltung mit wenigstens einem Leistungshalbleiterschalter (T1, . . ., T6) mit zugehöriger Freilaufdiode (D1, . . ., D6) und we­ nigstens einem kapazitiven Speicher (C), die im Kurzschluß­ fall eine Kurzschlußmasche bilden, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Kurzschluß­ masche wenigstens ein passiver Halbleiterstrombegrenzer (12) aus Siliciumcarbid angeordnet ist.

2. Kurzschlußstrombegrenzung nach Anspruch 1, wobei der pas­ sive Halbleiterstrombegrenzer (12) aus Siliciumcarbid mit ei­ ner antiparallelen Überbrückungs-Diode (D7, . . ., D10) ver­ sehen ist.

3. Kurzschlußstrombegrenzung nach Anspruch 1, wobei die Frei­ laufdiode (D1, . . ., D6) des Leistungshalbleiters (T1, . . ., T6) mit einem Anschluß in Leistungsflußrichtung vor dem pas­ siven Halbleiterstrombegrenzer (12) verlegt ist.

4. Kurzschlußstrombegrenzung nach Anspruch 1 für eine Mehr­ punkt-Stromrichterschaltung (18) mit wenigstens zwei kapazi­ tiven Speichern (C1, . . ., Cn) und wenigstens einem mittleren Zwischenabgang (20), dadurch gekennzeichnet, daß in allen Abgängen (20) und den Zuleitungen (8, 10) der kapazitiven Speicher (C1, . . ., Cn) jeweils ein passiver Halbleiterstrombegrenzer (12) aus Siliciumcarbid angeordnet ist, wobei in jedem Abgang (20) ein weiterer passiver Halbleiterstrombegrenzer (12) für eine zweite Stromrichtung angeordnet ist.

5. Kurzschlußstrombegrenzung nach Anspruch 1, wobei der pas­ sive Halbleiterstrombegrenzer (12) aus Siliciumcarbid mit dem Leistungshalbleiterschalter (T1, . . ., T6) eine Baueinheit bildet.

6. Kurzschlußstrombegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in Abhängigkeit einer ermittelten Halbleiterstrombe­ grenzerspannung und einer Referenzspannung mittels einer Ab­ schalteinrichtung die Kurzschlußmasche aufgetrennt wird.